El fuego se
puede definir como el desprendimiento de calor y luz que se produce por la
combustión de un cuerpo. Ej.: la leña que arde en una chimenea, o el carbón en
una barbacoa.
Entonces, ¿qué
se entiende por incendio?
El incendio es
el resultado de una reacción química entre un combustible y el oxígeno, que
para su inicio precisa de un aporte de energía de activación o calor, que
genera unos productos de combustión (humos, gases, residuos sólido) junto a
muchos más calor que el precisado inicialmente. Cuando este calor generado se
reinvierte en promover el desarrollo de nuevas reacciones químicas en cadena el
proceso de combustión se hace incontrolado y mientras no se elimina alguno de
los tres factores concurrentes que determinan la posibilidad del incendio, éste
no se extinguirá.
Los tres
factores: combustible, comburente (oxígeno al aire) y calor, son tres factores
determinantes del riesgo de incendio. Existe un cuarto factor, que es la
reacción en cadena, que no configura el fenómeno del incendio.
Elementos de
un incendio
Combustible :
Es cualquier
sustancia capaz de combinarse con un comburente en una reacción exotérmica, o
dicho de otro modo, cualquier sustancia capaz de arder. Algunos ejemplos de
combustibles son: Carbón, Monóxido de carbono, compuestos orgánicos, elementos
químicos no metálicos (azufre, fósforo), elementos químicos metálicos (sodio,
potasio).
Todos los
combustibles arden o entran en combustión en fase gaseosa. Cuando el
combustible es sólido o líquido es necesario un aporte previo de energía para
pasar a dicha fase. La peligrosidad respecto a su ignición depende de una serie
de variables.
-
Según la relación entre la cantidad de
combustible y comburente: límites de inflamabilidad: se define como los
límites extremos de concentración de un combustible en mezcla inflamable con un
comburente. El límite superior de inflamabilidad (LSI) es la máxima
concentración de vapores de combustible por encima de la cual no se produce la
combustión, y el límite inferior de inflamabilidad (LII) es la mínima
concentración de vapores de combustible por debajo de la cual no se produce la
combustión.
-
Con respecto a la temperatura: puntos de
inflamabilidad: existe una temperatura mínima a la cual el combustible
emite suficientes vapores como para alcanzar en su entorno la concentración
correspondiente al límite inferior de inflamabilidad. Esta temperatura se
denomina punto inferior de
inflamabilidad
o punto de inflamación. También existe una temperatura máxima por encima de la
cual la emisión de vapor es demasiado alta, superando así el límite superior de
inflamabilidad y la combustión no se produce por falta de oxígeno. Esta
temperatura se llama punto máximo de inflamabilidad.
-
Con respecto a la energía de activación: temperatura
de autoignición: es la temperatura mínima a la que debe calentarse un
combustible en presencia de aire para que pueda producirse su combustión
espontánea, sin el aporte de energía de activación o foco de ignición. Es
básicamente una propiedad de los gases, pero se aplica también a líquidos, e
incluso sólidos. La temperatura de autoignición de un combustible sólido está
influida por los índices de circulación del aire de calentamiento o
ventilación, y por las dimensiones y formas del sólido.
Los factores
más importantes que contribuyen a la peligrosidad de un combustible una vez
inflamado son:
-
Calor de combustión: es la cantidad de
calor que puede emitirse por unidad de masa combustible, durante el proceso de
combustión completa. Se mide en Megajulios por Kilogramo de combustible.
-
Reactividad: es mayor cuanto mayor sea
la tendencia a combinarse dos elementos químicos. Se puede asociar con la
liberación de calor.
-
Toxicidad de los productos de combustión:
durante la combustión de algunos elementos se emiten humos y gases de gran
poder tóxicos, dificultando las labores de evacuación y extinción.
-
Velocidad de combustión: es la cantidad
de combustible consumida por unidad de tiempo en unas determinadas condiciones.
-
Velocidad de propagación de la llama:
medida de la velocidad superficial de propagación de las llamas en un
combustible e indica la capacidad de propagación de un fuego. Solo es aplicable
a combustibles sólidos.
Comburente :
Aunque llamamos
comburente a cualquier agente oxidante capaz de reaccionar con un combustible,
en una reacción rápida y exotérmica, este término se suele aplicar a mezclas de
gases en los cuales el oxígeno esté en proporción suficiente para que se inicie
y desarrolle la combustión, saliendo el aire, que contiene un 21% en volumen de
oxígeno, es el agente oxidante más común en todos los fuegos e incendios,
aunque existen otros productos oxidantes cuya presencia también puede propiciar
la combustión.
Algunos
ejemplos de comburente son oxígeno, aire, peróxido de hidrógeno (agua
oxigenada), halógenos (flúor, cloro), nitratos, cromatos, óxidos metálicos
pesados (dióxido de manganeso, dióxido de plomo, etc.).
Energía de
activación :
Como hemos
visto anteriormente, es la energía mínima que necesitan los reactivos para que
se inicie una reacción. Esta energía se aporta en la combustión por parte de
las fuentes de ignición, pudiendo provocarse la misma si la magnitud e
intensidad de su energía es suficiente para aumentar la temperatura en una zona
de la masa combustible por encima de su punto de autoignición.
Las diferentes
formas de aporte de energía se pueden agrupar en:
-
Llamas: masa gaseosa en combustión que
se eleva desde los cuerpos que arden, siendo estos focos los más peligrosos,
pues provocan siempre el inicio y favorecen el desarrollo del incendio.
-
Chispas: partículas encendidas de
pequeñas dimensiones, que pueden surgir de un cuerpo en combustión o de una
zona que haya alcanzado altas temperaturas por diferentes causas.
-
Superficies calientes: a diferencia de
las chispas suelen tener temperatura no excesivamente alta, pero en cambio
están dotadas de mayor energía.
Las principales
fuentes de ignición se pueden clasificar según su origen:
-
Fuentes naturales: el sol, rayos.
-
Fuentes eléctricas: chispas, arcos eléctricos,
cortocircuitos, cargas estáticas, sobrecargas, recalentamiento de aislamientos
eléctricos y térmicos.
-
Llamas comunes: velas, hornos, quemadores.
-
Trabajo de soldadura y corte: llamas, conducción
de calor, chispas, electrodos.
-
Fuentes mecánicas: chispas, rozamientos
mecánicos, impactos.
-
Fuentes químicas: reacciones exotérmicas,
fermentaciones, descomposiciones naturales, diluciones.
-
Material de fumadores: mecheros, cerillas,
cigarrillos.
Reacciones
en cadena :
De la energía
desprendida en la reacción, parte es disipada al ambiente provocando los
efectos térmicos derivados del incendio y el resto calienta a más productos
reaccionantes aportando la energía de activación precisa para que el proceso
continúe.
Si esta última
energía no es suficiente el proceso se detiene, y si es superior a la necesaria
el proceso se acelera.
Si dicha
energía es igual o superior a la necesaria el proceso se “encadena”,
desarrollándose en sucesivas etapas, mientras existan productos a reacción.
Cuando el
proceso transcurre de esta forma, se dice que está verificando la reacción en
cadena.
A nivel
molecular, la energía de activación permite que los productos reaccionantes
distiendan sus enlaces formándose partículas de gran actividad que reciben el
nombre de radicales libres y que provocan la reordenación de átomos, grupos de
átomos y partículas activas, dando lugar a los productos de reacción.
La presencia de
radicales libres es, por tanto, inherente al proceso, siendo precisa su
formación para que se desarrolle la reacción en cadena.
Tetraedro
del fuego :
Para comprender
cómo se genera el fuego, pensemos en una cerilla que se prende. Su cabeza es el
combustible, el aire que lo rodea constituye el comburente (oxígeno del
aire=elemento oxidante), mientras que la fricción que se produce al rasparlo
inicia con su calor, la reacción química.
Es entonces
cuando aparece la llama, que quema toda la cabeza, transmitiendo el fuego a la
madera, que la sostiene.
Cuando lo soplo
=elimino el comburente
Si le echo agua
= elimino el calor.
Si corto la
cerilla =elimino el combustible.
Para que se
produzca el fuego, es necesario que existan tres elementos simultáneos:
Pero para que
el fuego se mantenga es preciso que la energía sea suficiente para mantener la
reacción en cadena. En muchos tratados esta última condición se ha introducido
como un factor más dando lugar al llamado TETRAEDRO DEL FUEGO.
Mecanismos
de extinción
Basándose en el
tetraedro del fuego, y recordando que las caras representan cada uno de los
elementos básicos para que se produzca la extinción, se entiende que bastará
con eliminar al menos una cara del tetraedro para romper el equilibrio y
extinguir el fuego.
Según se actúe
sobre unos u otros elementos de la reacción de combustión, representados en el
susodicho tetraedro, existen distintos tipos de mecanismos de extinción.
Sobre el
combustible:
-
Retirada de aporte o desalimentación:
dado que el fuego es una combustión de aportación, una de las formas de
eliminarlo es precisamente la retirada de dicho aporte. Como ejemplo podemos
citar el corte de suministro de líquido o gas combustible cerrando una válvula
de alimentación.
-
Dilución: se disminuye la concentración de
combustible, con el fin de impedir que se aporte en cantidad suficiente para
mantener la combustión. El nombre de este mecanismo de extinción viene dado por
la forma de extinción que le corresponde aplicando agentes extintores, como el
agua para diluir combustibles líquidos.
Sobre el
comburente
-
Sofocación: se trata de interponer una
barrera física entre el combustible, o los vapores que se desprenden, y el
comburente evitando el contacto entre ambos. Por ejemplo utilizar una manta o
toalla húmeda directamente al foco del fuego, ahogándolo así.
-
Inertización: disminuyendo la
concentración o cantidad de comburente. Casi nunca se consigue la separación
total entre combustible y comburente, sino que se genera una zona intermedia en
la que el comburente se encuentra diluido, o se va consumiendo sin renovación.
Sobre el
calor
-
Enfriamiento: El fuego se extingue por
enfriamiento del combustible. Las moléculas del agente extintor absorben
energía, que se transforma en aumento de su temperatura y/o cambio de estado,
generalmente se produce la vaporización. También se puede producir la rotura de
enlaces químicos entre sus átomos. La merma de dicha energía impide alcanzar la
energía de activación de la reacción entre combustible y comburente o elimina
la formación de vapores combustibles.
Sobre la
reacción en cadena
-
Inhibición: el fuego se extingue por
inhibición desactivando el enlace químico y por desactivación física
interponiendo moléculas del agente entre los reactivos. Ambos efectos provocan
la no continuidad de la reacción en cadena.
Agentes
extintores
Llamamos
agentes extintores a los productos destinados a apagar un fuego. Actúan
mediante los mecanismos de extinción descritos en apartados anteriores. Para
proceder a la extinción hay que elegir el agente extintor más adecuado en
función de la naturaleza del fuego, su situación, presencia de otros equipos o
materiales en las proximidades del mismo, disponibilidad de medios, etc.,
sabiendo que la aceptación del daño que puede producir el incendio es una
alternativa posible y hasta frecuente en algunos tipos, en cuyo caso se
permitirá la combustión del producto hasta que el incendio se agote.
Podemos
realizar una clasificación de los agentes extintores de la siguiente forma:
-
Tradicionales: agua, espuma física,
polvo químico seco, CO2, halón, agentes extintores especiales tipo D.
-
De nueva generación: agua nebulizada,
CAFS, FM-200, FE-13, generadores de aerosol, INERGEN.
A continuación
describiremos las características de los agentes extintores más utilizados:
-
Agua: es el agente extintor más
utilizado:
o
Actúa, según mecanismos de extinción, por enfriamiento y sofocación.
o
Adecuado para fuegos de Clase A.
o
No se puede utilizar en casos de incendios de metales, ya que reaccionan con
ella, en presencia de tensión eléctrica, o combustibles de baja densidad.
o La mejor
forma de aplicación es agua pulverizada (cuanto más pulverizada mejor), ya que
no daña y absorbe más calor que aplicada en chorro.
-
Espuma física: se trata de una emulsión
de producto espumógeno en agua, siendo su composición de espuma+agua+aire.
o Se basa en
los mecanismos de extinción por sofocación y enfriamiento.
o
Existen varios tipos de aplicación: Baja, Media y Alta Expansión.
o
Es muy adecuado para fuegos de clases A y B.
o No se pude
usar bajo tensión eléctrica, ni sobre metales ligeros, tal y como sucede con el
agua.
-
Polvo químico seco: se compone de una
mezcla de sales metálicas. Es el compuesto que se envasa en los extintores
portátiles que todos conocemos.
o
Los mecanismos de extinción por los que actúa son inhibición de la reacción en
cadena y sofocación.
o
Existen varios tipos: Normal (BC), Polivalente o antibrasa (A B C).
o
Es adecuado para fuegos de Clase A, B y C.
o Hay que tomar
precauciones en su aplicación, ya que contaminan alimentos y pueden dañar
mecanismos delicados.
-
CO2: se trata de un gas inerte que,
comprimido, se autopropulsa.
o
Actúa según los mecanismos de extinción de sofocación y enfriamiento.
o
Es adecuado para fuegos de clase B y C.
o
No es tóxico, pero tampoco es respirable por el desplazamiento que realiza del
oxígeno.
o No conduce la
electricidad, por lo que es excelente para fuegos en presencia de tensión
eléctrica.
-
Halones: son gases resultantes de la
halogenación de hidrocarburos.
o
El método de extinción es por inhibición de la reacción en cadena.
o
Adecuado para fuegos clases B y C y superficiales de Clase A.
o
Se trata de productos ligeramente tóxicos.
o
Son agentes extintores limpios.
o Está
restringido su uso desde la Convención de Montreal de 1990, y prohibida la
producción desde enero de 1994, por lo que desde ese año se retiraron los que
estaban en uso.
-
Especiales Clase D: se trata de agentes
extintores específicos para sofocar fuegos de metales especiales ligeros, y
según cada uno de ellos.
La llamada “Eficacia de un extintor” está determinada por
un número, que cuanto más alto sea mayor será dicha eficacia (21, 34, 55, 89,
113, 144, 233…) seguido de una letra en mayúscula (A, B, C, D) que nos indica
la clase de fuego para la que es adecuado su uso.
Además de estos
agentes extintores, existen elementos que se utilizan en la extinción de
incendios en condiciones específicas por diferentes causas: en algunas
ocasiones, porque la magnitud del incendio hace necesario el empleo de medios
extraordinarios; en otras, porque la extensión del incendio requeriría
igualmente una dispersión del agente extintor que anularía su eficacia, por lo
que se necesitarían agentes de menos efectividad específica, pero de mayor
pertenencia; finalmente, hay caso en los que no se dispone de agentes
específicos contra incendios y debe utilizarse aquel material que se encuentre
a mano.
A continuación
se describen de forma general algunos de estos elementos. No se incluyen los
destinos a quemas o contrafuegos:
-
Mantas: se pueden distinguir dos tipos
de mantas en lo que se refiere a la lucha contra incendios, las creadas
específicamente para este uso (según norma UNE-EN 1869:1997, mantas ignífugas)
y las que se pueden utilizar de forma ocasional para extinción de conatos de
incendios. El mecanismo de extinción de las mantas es el de sofocación, creando
una barrera física entre el material en combustión y el oxígeno del aire. Para
logar cumplir este objetivo, la manta, sea del tipo que sea, debe tener ciertas
cualidades que abarcan fundamentalmente tres aspectos a tener en cuenta:
-
El tamaño de la misma dependiendo de la
magnitud del fuego.
-
Su estabilidad al fuego para que no se vea
afectada seriamente por el fuego.
-
La estanqueidad al combustible y sus vapores.
Esto puede
darse en fuegos con brasa, en fuegos de líquidos con llamas poco emisivas, y es
especialmente peligroso cuando se combinan la presencia de brasas y la de
líquidos inflamables en el mismo fuego.
-
Explosivos: se utilizan en la extinción
de incendios de líquidos o gases combustibles cuando se dan una serie de
circunstancias, que pueden ser: fugas, razones medioambientales, o la magnitud
del incendio. También han sido utilizados en incendios forestales.
o
El mecanismo de extinción puede considerarse como inertización y sofocación.
o Hay que tener
una extrema precaución en la utilización de estos medios, debido a su
peligrosidad.
-
Batefuegos: consisten en un conjunto
formado por palas metálicas o de caucho resistente al fuego unidas a un cuerpo
central y provistas de un mango.
o
Puede considerarse como una reducción de la acción de los explosivos.
o
Se utilizan fundamentalmente en fuegos forestales, aunque pueden ser efectivos
también en conatos o zonas exteriores de incendios sólidos ordinarios de Clase
A.
o
El manejo es sencillo, golpeando la base de las llamas con las palas, de forma
que se logra la sofocación.
o Las ramas,
preferiblemente verdes, se pueden considerar también batefuegos.
-
Palas, hachas, azadas y arena: las
palas pueden utilizarse en la lucha contra incendios de forma directa o
indirecta, es decir, golpeando contra la base de las llamas (al igual que con
el batefuegos), lanzando tierra sobre el material en llamas o para rascar
brasas exteriores, retirar combustible no incendiado o cavar con el fin de obtener
tierra para lanzarla o crear cortafuegos.
Las hachas y
azadas se utilizan para realizar funciones de cortar, rascar y también cavar.
La tierra y la arena son muy buenos agentes extintores que pueden encontrarse
de forma ocasional en multitud de escenarios, donde el resto de los agentes se
hallan ausentes. La tierra, en general puede utilizarse para confinar fuegos de
clase A y charcos originados por derrame de líquidos inflamables. Si no se
encuentra húmeda, se pueden utilizar en fuegos en presencia de tensión
eléctrica, e incluso en fuegos de metales si está totalmente seca.
Estos últimos métodos son muy utilizados en incendios
forestales.
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